Neįprastas astronomų radinys gali padėti įminti gravitacijos mįsles

Astronomai aptiko unikalią trijų žvaigždžių sistemą – tikimasi, kad ji gali padėti išsiaiškinti tikrąją gravitacijos prigimtį. Atrastoje sistemoje, kuri yra mažesnė nei Žemės orbitos skersmuo aplink Saulę, sukasi pulsaras ir dvi baltosios nykštukės. Šios trijulės neįprastai glaudus šokis mokslininkams suteikia galimybę tiksliai išmatuoti gravitacijos jėgas ir galbūt padės išspręsti tam tikrus sunkumus, susijusius su Alberto Einsteino teorijomis.

Mokslininkų darbo rezultatai publikuoti recenzuojamame žurnale „Nature“, jie bus pristatyti ir 223-iajame Amerikos astronomų bendruomenės suvažiavime.

„Triguba sistema mums yra tarsi natūrali kosminė laboratorija tokio tipo sistemoms stebėti, ji kur kas geresnė už bet ką regėto iki šiol ir galbūt padės išaiškinti tam tikrus bendrosios reliatyvumo teorijos sunkumus, kurių fizikai tikisi esant ekstremalioms sąlygoms“, – sakė JAV Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos (NRAO) mokslininkas Scottas Ransomas.

„Tai yra žavinga sistema daugybe įvairių požiūrių – taip pat ir vertinant tikriausiai visiškai beprotišką jos susiformavimo istoriją, o mums teks gerokai padirbėti, norint ją visiškai suprasti“, – pridūrė mokslininkas.

Pulsarai yra tarsi radijo bangų švyturiai – tokiai žvaigždei dideliu greičiu sukantis apie savo ašį, ji švaistosi radijo bangomis į visas kosmoso puses. Jie susidaro tuomet, kai išdegus žvaigždei, po supernovos šios žvaigždės likučiai sugriūva į tankų, stipriomis magnetinėmis savybėmis pasižymintį neutronų rutulį.

Maždaug 4200 šviesmečių nuo Žemės atstumu esantį pulsarą, besisukantį 366 kartų per sekundę dažniu, mokslininkai pastebėjo naudodamiesi Green Bank teleskopu.

Tokie neįtikėtinu greičiu besisukantys kūnai yra vadinami milisekundiniais pulsarais, astronomai juos naudoja kaip tikslius įrankius, padedančius tyrinėti gravitacijos efektus ir kitus reiškinius.

Vėlesniais stebėjimais išsiaiškinta, kad greta pulsaro sukasi ir baltoji nykštukė, o ši pora yra kitos, kiek tolimesnės baltosios nykštukės orbitoje.

Trijų kūnų kosminės sistemos astronomus labai domina dėl to, kad jos suteikia galimybę išbandyti konkuruojančias gravitacijos teorijas.

Tačiau vienintelė iki šiol žinoma trijų kūnų sistema su milisekundiniu pulsaru buvo tokia, kurios išorinis dėmuo buvo planeta – jos sukeliamas gravitacinis efektas buvo labai silpnas.

„Tai yra pirmas milisekundinis pulsaras, aptiktas tokioje sistemoje, todėl akimirksniu supratome, jog jis suteikia neįtikėtiną galimybę tyrinėti gravitacijos prigimtį ir efektus. Gravitacinės perkrovos, kurias kiekvienas šios sistemos narys sukelia kitoms, yra neįtikėtinai galingos“, – sakė prof. S. Ransomas.

Mokslininkai, labai tiksliai fiksuodami mus pasiekiančių radijo bangų impulsų laikus, sugebėjo apskaičiuoti sistemos geometriją ir žvaigždžių mases.

Arčiau pulsaro besisukančios baltosios nykštukės periodas yra trumpesnis nei dvi dienos, o tolimesnės – beveik metai.

Ši sistema mokslininkams suteikia kol kas pačią geriausią galimybę ieškoti skylių A. Einsteino aprašytame ekvivalentiškumo principe (jis aiškina, kad gravitacijos poveikis kūnui nepriklauso nuo to kūno vidinės struktūros).

Pats žinomiausias ekvivalentiškumo principo iliustravimas yra Galilėjaus eksperimentas, kuomet jis iš Pizos pasvirusio bokšto numetė du skirtingų masių rutulius. Panašų eksperimentą Mėnulyje pakartojo „Apollo 15“ misijos vadovas Dave'as Scottas, Mėnulio paviršiuje 1971 metais metęs kūjį ir plunksną.

Šio eksperimento metu plunksna ne iš lėto nusklendė link Mėnulio paviršiaus, o krito ne lėčiau už kūjį. Be oro pasipriešinimo, kuris plunksną stabdo Žemėje, abu objektai Mėnulio paviršių pasiekė vienu metu.

„Nors A. Einsteino bendroji reliatyvumo teorija kol kas buvo patvirtinta kiekvienu iki šiol atliktu eksperimentu, ji nėra suderinama su kvantine teorija. Todėl fizikai tikisi, kad ekstremaliomis sąlygomis ši teorija nebegalios“, – sako prof. S. Ransomas.

Itin didelio tikslumo pulsaro „švyturio“ blyksniai astronomams suteiks galimybę ieškoti nukrypimų nuo ekvivalentiškumo principo keliomis eilėmis didesniu tikslumu nei bet kada iki šiol, sakė Britų Kolumbijos universiteto (JAV) astronomijos profesorė Ingrid Stairs.

„Nuokrypio užfiksavimas būtų ženklas, kad bendroji reliatyvumo teorija negalioja ir tai nukreiptų mus link naujos, teisingos gravitacijos teorijos“, – sakė mokslininkė.

   

Facebook komentarai